一種通信機(jī)房動(dòng)力環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的研制

1通信機(jī)房動(dòng)力環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨著電力通信機(jī)房的數(shù)量與日俱增,通信檢修人員的運(yùn)維壓力越來越大,安全可靠的運(yùn)行環(huán)境尤為重要。機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控能實(shí)現(xiàn)對機(jī)房動(dòng)力環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控,包括交直流電源、蓄電池內(nèi)阻等,提高蓄電池的運(yùn)維管理水平。

機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控包括硬件及軟件部分,硬件連接著電力生產(chǎn)環(huán)境的各個(gè)要素,對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視,一旦有部件發(fā)生故障,機(jī)房環(huán)境監(jiān)控的軟件部分將自動(dòng)報(bào)警,實(shí)行無人值守。我們實(shí)行對機(jī)房動(dòng)力環(huán)境軟硬件設(shè)備的日常檢查,確保設(shè)備可用,反饋信息清晰準(zhǔn)確。

如圖1所示,在主站機(jī)房安裝一套前置機(jī),系統(tǒng)軟件要求為安裝操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件,此服務(wù)器是整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)的核心。在各變電站的通信機(jī)房分別配置一套終端服務(wù)器,各個(gè)變電站的通信機(jī)房設(shè)備監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)采集器、規(guī)約轉(zhuǎn)換單元、蓄電池采集單元等接入終端服務(wù)器,并通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至中心服務(wù)器。當(dāng)監(jiān)測的性能參數(shù)越限時(shí),即觸發(fā)告警并發(fā)送告警短信通知運(yùn)行人員。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性與開放的兼容性,并網(wǎng)的變電站通信室的建設(shè)只需安裝相應(yīng)動(dòng)環(huán)裝置并接入系統(tǒng),就能實(shí)現(xiàn)對新站點(diǎn)的監(jiān)測。

機(jī)房設(shè)備單元采集輸入電壓,整流器輸出電壓、負(fù)載電流,整流器交流信號和直流信號通過電壓傳感器變成0~5V的直流信號,信號傳送至機(jī)房設(shè)備單元處理。整流器輸入電壓信號采集點(diǎn)安裝在整流器上,采集市電輸入正常情況而整流器開關(guān)誤動(dòng)作引起的告警:整流器輸出電壓采集點(diǎn)安裝在直流母線上。

因?yàn)楦鞣N智能接口的規(guī)約不同,數(shù)據(jù)線必須加裝規(guī)約轉(zhuǎn)換器才能獲得實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息。蓄電池采集器完成對不同只數(shù)和不同電壓的多組蓄電池的監(jiān)測管理,具有Rs-232連機(jī)接口和Rs-485遠(yuǎn)程(集中)管理接口。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在河源供電局主站機(jī)房安裝一套動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)前置服務(wù)器,各管轄的變電站安裝溫度傳感器、交直流信號采集器、電池在線監(jiān)測裝置、水浸傳感器等。各站點(diǎn)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至服務(wù)器,在河源站搭建基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一監(jiān)測平臺。

2鉛酸蓄電池內(nèi)阻測量

研究表明,蓄電池在浮充電壓下,電壓很難反映蓄電池的容量狀態(tài),電池內(nèi)阻是反映電池性能的重要參數(shù),電阻測試是一種迅速而又可靠的內(nèi)阻測試方法,《發(fā)電站用閥調(diào)節(jié)鉛酸(VRLA)蓄電池組的保養(yǎng)、試驗(yàn)和更新的推薦規(guī)程》(IEEE1188一1996)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定至少每季度實(shí)行一次單體電池內(nèi)阻測試。通常情況下,內(nèi)阻小的電池放電能力強(qiáng),而內(nèi)阻大的電池放電能力弱。

由于蓄電池的內(nèi)阻很小,對蓄電池進(jìn)行測試時(shí)必須采用足夠的電流放電,以確保蓄電池的電壓響應(yīng)均來自于蓄電池的真正能量層,而不是來自于因蓄電池浮充過壓和電化學(xué)反應(yīng)的反電動(dòng)勢形成的表面能量層。

電池處于不同的電量或者不同的使用壽命狀態(tài)下,它的內(nèi)阻值都是不一樣的。當(dāng)然,不同的測量方法,內(nèi)阻值也不同,各種方法有著各自的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和精確度。采用交流放電法對12V蓄電池進(jìn)行了多次測量,不適用于2V的通信蓄電池。提出基于IEC標(biāo)準(zhǔn)的直流二次放電法的內(nèi)阻測試方案,開發(fā)了一套適用于多型號、大容量閥控鉛酸蓄電池的內(nèi)阻測試裝置。

采用1~2A的低測試電流通常無法從蓄電池吸引足夠能量以穿透蓄電池能量層,從而會得出誤導(dǎo)性的數(shù)據(jù)。采用一個(gè)持續(xù)幾秒鐘的40A或更高的測試電流進(jìn)行單電流脈沖放電,則可以順利穿透能量層,得到穩(wěn)定的內(nèi)阻數(shù)據(jù),該方法的缺點(diǎn)是制造和安裝成本高,同時(shí)必須把承載著較大電流的連接電纜連接到監(jiān)控柜上,不夠安全。

綜合考慮了以上方法的優(yōu)缺點(diǎn),本文擬采用蓄電池放電產(chǎn)生一個(gè)中等大小的電流脈沖測試信號(小于12A):開發(fā)某種算法與測試電流相配合以保證蓄電池電壓的響應(yīng)來源于蓄電池本身的能量層。模塊通過短時(shí)間(5s)、小電流放電(方波)來測量內(nèi)阻,這種小電流放電會引起很小的電壓波動(dòng),能夠監(jiān)測到電壓的波動(dòng),并放大處理,進(jìn)而通過計(jì)算得出內(nèi)阻值,提高測量精確度。

3短信告警模塊

動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的告警需要傳送到值班人員手機(jī),這就需要在動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)上安裝短信告警模塊。傳感器數(shù)據(jù)初始化,判斷短信隊(duì)列是否為空,如果短信隊(duì)列為空,就重新開始。假如隊(duì)列不為空,就判斷GsM是否有信號,如果有信號,即進(jìn)行告警信息的發(fā)送,如果沒信號,則中斷發(fā)送。短信發(fā)送失敗后,重新發(fā)送此信息,重發(fā)短信不會將短信放回短信隊(duì)列中,而是立即按照設(shè)定的重發(fā)次數(shù)發(fā)送短信,發(fā)送結(jié)果為最后一次重試的結(jié)果。流程如圖2所示。

4結(jié)語

本文提出了一種能實(shí)時(shí)監(jiān)測蓄電池內(nèi)阻的通信機(jī)房動(dòng)力環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng),以保障通信網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行,消除存在的一些安全隱患,使通信電源系統(tǒng)更好地服務(wù)于電網(wǎng)的安全生產(chǎn),提高了河源供電局通信電源可靠性和設(shè)備健康水平。